JP2010093601A - 点滅発光情報を含む映像の記録装置およびデータ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周期的に点滅を繰り返して発光する発光機器が撮像範囲内に含まれる場合であっても、発光機器の点灯状態を表示することができる映像記録装置を提供する。
【解決手段】撮像された映像データを記録する装置は、点灯時に点滅しながら発光する発光機器の点滅タイミングを検出する点滅タイミング検出部（１０２、１０３）と、点滅タイミングの点灯タイミングに従った所定フレームタイミングで前記映像データから記録用映像データを生成するデータ処理部（３０）と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、点灯時に点滅しながら発光する発光機器により表示される交通情報などの点滅発光部分を含む映像を記録する装置およびそのデータ処理方法に関する。

交通事故の原因究明は、通常、事故後の車両の状態やブレーキ跡の有無、被害者、運転手あるいは目撃者の発言などに基づいて行われるが、いずれも事故発生当時の交通状況や運転状況を直接示すものではない。そこで、近年、車載カメラによって車両の周辺状況を撮像し、事故発生時の映像を記録媒体に記録するドライブレコーダが実用化されつつある。ドライブレコーダにより、事故発生時の運転状況の解析や検証が容易となり、事故原因の究明に大いに貢献するものと期待されている。

ところが、事故原因究明の重要な項目である信号機の点灯表示に関しては、ドライブレコーダの映像に記録されない場合があることが知られている。通常、信号機は商用交流電源により駆動されているために、普及拡大が進んでいる発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた場合、人間の視覚が信号の点灯を認識したとしても、ＬＥＤ自体は実際には短周期で点滅を繰り返している。したがって、この点滅周期の消灯期間にＣＣＤなどの電荷蓄積型カメラの電荷蓄積期間が重なった場合には、そのフレームでは信号機が消灯しているように表示される可能性がある。

この信号機撮像問題を解決するために、特許文献１に開示されたドライブレコーダでは主に２つの方式が提案されている。１つは、信号機の駆動電源周波数に起因する短周期の消灯期間を外部情報から割り出し、その消灯期間よりもカメラの電荷蓄積期間を長くするようにシャッタ制御を行う方式である。もう１つは、ドライブレコーダ用のカメラとして、信号機の駆動交流電源の周期よりも短いフレーム周期を有する高速度カメラを使用する方式である。

特開２００７−１６１１８９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたドライブレコーダでは、信号点灯時の点滅周期に基づいて撮像カメラのシャッタ制御を行うので、撮像カメラ自体の制御系を新たに設ける必要があり、装置全体の構成および制御を複雑化するという難点がある。

また、メモリ容量の増大を回避するために撮像データをより低い速度で記録しようとすると、次のような新たな課題が生じる。

まず、記録表示系の低速フレーム周期に合致させるために、撮像されたフレームを間引く必要がある。ところが、低速フレームタイミングが信号機の短周期の消灯期間に一致すると、当該フレームでは信号機が点灯しているにも拘わらず消灯しているように記録あるいは表示されてしまう。これを回避しようとして記録時の低速フレームタイミングを一律にシフトさせると、そのシフト量によっては信号機の点灯表示が、あたかも一定の周期で明滅しているかのように誤って表示される現象が生じうる。

このような課題はドライブレコーダだけに限らない。一般に、交流電源を用いて駆動される発光機器（たとえば上述した信号機などの発光表示装置や照明装置など）を含む映像を撮像して記録する装置にも同様の課題が生じうる。

本発明の目的は、上述した課題を解決するためになされたものであり、周期的に点滅を繰り返して発光する発光機器が撮像範囲内に含まれる場合であっても、発光機器の点灯状態を記録し表示することができる映像記録装置およびデータ処理方法を提供することにある。

本発明による映像記録装置は、撮像された映像データを記録する装置であって、点灯時に点滅しながら発光する発光機器の点滅タイミングを検出する点滅タイミング検出手段と、前記点滅タイミングの点灯タイミングに従った所定フレームタイミングで前記映像データから記録用映像データを生成するデータ処理手段と、を有することを特徴とする。

本発明によるデータ処理方法は、撮像された映像データを記録する装置におけるデータ処理方法であって、ａ）点灯時に点滅しながら発光する発光機器の点滅タイミングを検出し、ｂ）前記点滅タイミングの点灯タイミングに従った所定フレームタイミングで前記映像データから記録用映像データを生成する、ことを特徴とする。

本発明によれば、周期的に点滅を繰り返して発光する発光機器が撮像範囲内に含まれる場合であっても、発光機器の点灯状態を記録し表示することができる。

１．第１実施形態
１．１）構成
図１は本発明の第１実施形態による映像記録装置におけるデータ処理部の概略的構成を示すブロック図である。本実施形態による映像記録装置は、受光部１０およびカメラ２０に接続されたデコーダ機能部３０を有し、さらに、デコーダ機能部３０から出力される映像データを処理する映像処理部４０、映像データを蓄積する記憶部５０および映像を表示する表示部６０を有する。

受光部１０は、後述するように、外界にあって周期的に点滅を繰り返して発光する発光機器（図示せず。）からの光を検出したときに、当該点滅光の点滅タイミング信号を生成する。

発光機器は、たとえば商用の交流電源により駆動される光源を利用して情報を表示する機器であり、人の視覚では点灯状態であっても、交流電源の周期に依存した短周期で点滅を繰り返している。車載のドライブレコーダであれば、このような発光機器の典型例は、ＬＥＤを発光素子とする信号機や交通情報の発光表示板である。

カメラ２０は、外界の映像を取り込む撮像装置であり、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳ型などの電荷蓄積型カメラを用いることができる。カメラ２０は所定の映像周期（フレーム周期あるいはフィールド周期）で動画像を撮像することができるが、本実施形態では高速度カメラである必要はない。

デコーダ機能部３０は、受光部１０からの点滅タイミング信号を用いてカメラ２０からの映像信号をデコードし映像処理部４０へ出力する。詳しくは後述するが、発光機器が点灯している時の短周期点滅の点灯期間を示す点滅タイミング信号に従って、カメラ２０からの映像信号をデコードし映像処理部４０へ出力する。

映像処理部４０は各種アプリケーション処理を実行し、記録用映像データを生成して記録部５０に記録し、あるいはデコード部３０２から出力された映像データまたは記録部５０に蓄積された映像データを映像表示のために表示部６０へ転送する。

１．２）受光部１０
受光部１０は、受光センサ１０１、短周期点滅光検出部１０２および点滅タイミング信号生成部１０３を有するが、受光センサ１０１に外界の光を結像させるための光学系（図示せず。）も設けられている。受光センサ１０１は、発光機器の点滅を検出可能な速度で発光機器からの光を受光することが必要であるが、あくまでも発光機器の短周期点滅を検出できればよい。

短周期点滅光検出部１０２は、受光センサ１０１の受光信号からフィルタリング等により所定の周波数成分を検出し、点滅タイミング信号生成部１０３へ出力する。

点滅タイミング信号生成部１０３は、短周期点滅光検出部１０２により検出された周波数成分から点滅タイミング信号を生成する。

１．３）デコーダ機能部３０
デコーダ機能部３０は、タイミング生成部３０１、デコード部３０２および位相調整バッファ３０３を有する。タイミング生成部３０１は、点滅タイミング信号生成部１０３から点滅タイミング信号を入力し、その短周期点灯期間内でカメラ２０からの映像信号がデコードされるようにデコードタイミング信号をデコード部３０２へ出力する。デコード部３０２は、カメラ２０からの映像信号をデコードタイミング信号に従ってデコードし、位相調整バッファ３０３を通して映像処理部４０へ出力する。

位相調整バッファ３０３は、映像データを数フレーム単位で蓄積する機能を有する。入力映像データのデコードタイミング周期とフレーム周期との位相差により、必ずしも点灯状態で入力画像データをデコードできない場合、デコードタイミング信号から、映像データをフレーム単位、またはそれより短い単位でシフトし、フレーム周期にあわせた映像データを出力する。なお、アプリケーションの性質上、数フレーム分の遅延は許容される。

なお、受光部１０の短周期点滅光検出部１０２および点滅タイミング信号生成部１０３と、デコーダ機能部３０のタイミング生成部３０１およびデコード部３０２とは、プログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することで同様の機能を実現することも可能である。

１．４）データ処理動作
図２（Ａ）は本実施形態における発光機器の駆動電源を示す波形図、図２（Ｂ）は短周期点滅部分の受光信号を示す波形図、図２（Ｃ）は点滅タイミング信号の波形図である。ここでは、横軸が時間、縦軸がそれぞれ電圧を示すものとする。発光機器が図２（Ａ）に示す波形の交流電源により発光するので、半周期ごとに短時間消灯する点滅状態で点灯することとなる。この点滅状態の光を短周期点滅光検出部１０２が検出し、図２（Ｂ）に示す受光信号を点滅タイミング信号生成部１０３へ出力する。

点滅タイミング信号生成部１０３は、受光信号から、図２（Ｃ）に示すような短周期点灯期間と短周期消灯期間とが繰り返される点滅タイミング信号を生成する。

図３（Ａ）は図２（Ｂ）に示す短周期点滅部分の受光信号を示す波形図、図３（Ｂ）は図２（Ｃ）に示す点滅タイミング信号の波形図、図３（Ｃ）はデコードタイミング信号の波形図、図３（Ｄ）は撮像フレームのデコードタイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、横軸が時間、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の縦軸がそれぞれ電圧を示すものとする。

タイミング生成部３０１は、図３（Ｃ）に示すように、点滅タイミング信号の点灯期間内でカメラ２０からの映像信号がデコード可能な期間を算出し、そのデコード可能期間をデコードタイミング信号として生成する。したがって、デコードタイミング信号のデコード可能期間（ここではハイレベルの期間）でデコード部３０２はデコード処理可能となる。

デコード部３０２では、デコードタイミング信号で許可されたタイミング期間においてカメラ２０からの入力映像データをデコードし、位相調整バッファ３０３により適宜画像をシフトし映像処理部４０へ出力する。

たとえば、図３（Ｄ）に示すように、デコードタイミング信号によりデコード可能な期間内の撮像データであれば、実線で示すようにデコード部３０２によりデコードされ、デコード不可期間であれば、点線で示すようにデコードせず、位相調整バッファ３０３により点灯状態のデータを表示する。

このように、デコード部３０２は発光機器が点灯している映像を含む撮像データを入力すると、デコードタイミング信号に従って短周期点灯期間の映像データのみをデコードして映像処理部４０へ出力する。したがって、短周期点滅する信号機のような重要な情報部分を表示することが可能となる。

１．５）効果
本実施形態によれば、交流電源駆動による発光機器の点灯状態を常時ただしく表示することができる。これは、周期的に繰り返される状態を逐次認識し、認識した情報によるフレーム周囲タイミングで画像生成するからである。

さらに、撮像カメラ２０自体を制御することなく、短周期点灯期間の映像データを正確に記録及び表示することができるので、装置全体の構成および制御を複雑化することがない。

また、受光部１０が外界の映像から短周期点滅光を識別し点滅タイミング信号を生成するので、発光機器ごとに点滅周期がある程度変化しても、発光情報の表示が可能となる。

本発明は、車両のドライブレコーダの映像記録装置として利用可能である。その他の車用途（車両周辺画像表示装置）や、車両用途に限らず、セキュリティ等の監視カメラ、その他の映像表示装置（室内用、屋外用）にも適用可能である。

本発明の第１実施形態による映像記録装置におけるデータ処理部の概略的構成を示すブロック図である。 （Ａ）は本実施形態における発光機器の駆動電源を示す波形図、（Ｂ）は短周期点滅部分の受光信号を示す波形図、（Ｃ）は点滅タイミング信号の波形図である。 （Ａ）は図２（Ｂ）に示す短周期点滅部分の受光信号を示す波形図、（Ｂ）は図２（Ｃ）に示す点滅タイミング信号の波形図、（Ｃ）はデコードタイミング信号の波形図、（Ｄ）は撮像フレームのデコードタイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０ 受光部
２０ カメラ
３０ デコーダ機能部
４０ 映像処理部
５０ 記憶部
６０ 表示部
１０１ 受光センサ
１０２ 短周期点滅光検出部
１０３ 点滅タイミング信号生成部
３０１ タイミング生成部
３０２ デコード部
３０３ 位相調整バッファ

Claims (12)

1. 撮像された映像データを記録する装置であって、
   点灯時に点滅しながら発光する発光機器の点滅タイミングを検出する点滅タイミング検出手段と、
   前記点滅タイミングの点灯タイミングに従った所定フレームタイミングで前記映像データから記録用映像データを生成するデータ処理手段と、
   を有することを特徴とする映像記録装置。
2. 前記データ処理手段は、
   前記点滅タイミングの点灯タイミング期間内におけるデコードタイミングを示すデコードタイミング信号を生成するタイミング生成手段と、
   前記映像データを前記デコードタイミング信号に従ってデコードし前記記録用映像データを生成するデコード手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の映像記録装置。
3. 前記データ処理手段は、前記デコードタイミング信号の周期と前記記録用映像データのフレーム周期との位相差を調整するために前記映像データを一時的に蓄積する位相調整バッファ手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の映像記録装置。
4. 前記点滅タイミング検出手段は、
   前記映像データの撮像範囲を含む外界からの光を受光する受光手段と、
   前記受光手段の出力信号から前記発光機器による短周期点滅光を検出する短周期点滅光検出手段と、
   前記短周期点滅光の検出信号から前記点滅タイミングを生成する点滅タイミング生成手段と、
   を有することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載の映像記録装置。
5. 撮像された映像データを記録する装置におけるデータ処理方法であって、
   ａ）点灯時に点滅しながら発光する発光機器の点滅タイミングを検出し、
   ｂ）前記点滅タイミングの点灯タイミングに従った所定フレームタイミングで前記映像データから記録用映像データを生成する、
   ことを特徴とするデータ処理方法。
6. 前記ｂ）は、
   前記点滅タイミングの点灯タイミング期間内におけるデコードタイミングを示すデコードタイミング信号を生成し、
   前記映像データを前記デコードタイミング信号に従ってデコードし前記記録用映像データを生成する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のデータ処理方法。
7. 前記デコードタイミング信号の周期と前記記録用映像データのフレーム周期との位相差を調整するために前記映像データを一時的に蓄積することを特徴とする請求項６に記載のデータ処理方法。
8. 前記ａ）は、
   前記映像データの撮像範囲を含む外界からの光を受光手段により受光し、
   前記受光手段の出力信号から前記発光機器による短周期点滅光を検出し、
   前記短周期点滅光の検出信号から前記点滅タイミングを生成する、
   ことを特徴とする請求項６−８のいずれか１項に記載のデータ処理方法。
9. 撮像された映像データを記録する装置としてプログラム制御プロセッサを機能させるためのプログラムであって、
   点灯時に点滅しながら発光する発光機器の点滅タイミングを検出する点滅タイミング検出手段と、
   前記点滅タイミングの点灯タイミングに従った所定フレームタイミングで前記映像データから記録用映像データを生成するデータ処理手段と、
   を有する映像記録装置として前記プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。
10. 請求項１−４のいずれか１項に記載の映像記録装置を有するドライブレコーダ。
11. 請求項５−８のいずれか１項に記載のデータ処理方法を実行するドライブレコーダ。
12. 請求項９に記載のプログラムを実行するプログラム制御プロセッサを有するドライブレコーダ。

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